分析大體積泵送混凝土在高溫、遠距離條件下施工

      摘要：該文介紹浙江蕭山大酒店（30層）大型基礎底板泵送商品混凝土在夏季高溫施工條件下，通過嚴格控制混凝土溫度、降低內外溫差、預防收縮縫、運程35km的情況下減少坍落度損失、延緩凝結時間，確保順利泵送和澆筑質量所采取的一系列技術措施及其取得的效果。    

    關鍵詞：大體積混凝土泵送商品混凝土    

    1工程概況和特點

      蕭山大酒店是1995年竣工的中外合資四賓館，地處蕭山鬧市區西北角，建筑面積42500m.2，主樓28層，為內筒外框鋼筋混凝土結構，總高度107m，裙房3～4層，地下層2層，主樓地下室由104根1000鉆孔灌注樁支承，基坑挖深8.7m，混凝土底板厚2.6m，混凝土設計強度等級C30，混凝土總量3500m.3（其中主樓底板2700m.3），全部采用泵送商品混凝土，坍落度12±2cm，要求一次連續澆筑，不留施工縫。

     工程特點是：①混凝土運輸距離遠，從杭州攪拌站到蕭山施工現場達35km，且市區交通擁擠，道路堵塞嚴重，在通行相對正常的情況下，混凝土運達現場約需1.25～1.5h；②基礎混凝土澆筑按工期和施工進度要求，安排在8月上旬，正值盛暑炎熱，且當年出現百年一遇長達兩個月的持續高溫，日zui高溫度達39℃；③結構體積大，主樓基礎長寬各33m，厚2.6m，且嵌有暗梁，鋼筋密集，施工技術要求高。根據這些特點，除必須滿足混凝土強度和耐久性等要求外，其關鍵是確保混凝土的可泵性，控制混凝土的zui高溫升及其內外溫差，防止結構出現有害裂縫。

    2施工技術措施

     大體積混凝土由外荷載引起的裂縫的可能性很小，而混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，由此產生的溫度應力和收縮應力，是導致結構出現裂縫的主要因素。因此，主要采用減少水泥用量以控制水化熱，降低混凝土出機溫度以控制澆筑溫度，并采取保溫養護等綜合措施來限制混凝土內部的zui高溫升及其內外溫差，控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。

    2.1限制水泥用量降低混凝土內部水化熱

   （1）選擇水泥。選用杭州水泥廠水化熱較低的＃425礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3d的水化熱約可低30%。

   （2）摻加磨細粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性，還可節約水泥50kg。根據有關試驗資料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg，其水化熱引起混凝土的溫度相應升降1～1.2℃，因此可使混凝土內部溫度降低5～6℃。

   （3）選用外加劑。為達到既能減水緩凝，又使坍落度損失小的要求，經比較，zui后選用了上海產效果明顯優于木鈣的E.A—2型緩凝減水劑，可減少拌和用水10%左右，相應也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。

   （4）充分利用混凝土后期強度。實踐證明，摻粉煤灰混凝土后期強度較高，在一定摻量范圍內60d強度比29d約可增長20%左右。同時按《粉煤灰混凝土應用技術規范（GBJ146—90）》，地下室內工程宜用60d齡期強度的規定。為了進一步控制溫升，減少溫度應力，根據結構實際承受荷載情況，征得設計單位同意，將原設計混凝土28d齡期C30改為60d齡期C30（即用28d齡期C25代替設計強度），這樣可使每立方米混凝土的水泥用量減少50kg，混凝土溫度相應隨之降低5～6℃。

   （5）綜合上述因素，考慮高溫和遠距離運送造成的坍落度損失較大，取出機坍落度18±2cm，水泥用量控制在370kg/m.3以下。由于降低水泥用量可降低混凝土溫度16～18℃。

 2.2用原材料降溫控制混凝土出機溫度

      根據由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機溫度T，說明混凝土的出機溫度與原材料的溫度成正比，為此對原材料采取降溫措施：①將堆場石子連續澆水，使其溫度自澆水前的56℃降至澆水后的29℃，且可預先吸足水分，減少混凝土坍落度損失；②黃砂在錢塘江碼頭起水時，利用江水淋水冷卻，使之降溫。③雖混凝土中水的用量較少，但它的比熱zui大，故在攪拌混凝土用的3只貯水池內加入冰塊，使水溫由31℃降到24℃，總共用去冰塊75t。這樣一來，經計算出機溫度T為32.8℃，37次實測的平均實測值33.2℃，送達現場的實測溫度為34.60℃，從而使入模溫度大為降低。

    2.3保持連續均衡供應控制混凝土澆筑溫度

   （1）為了緊密配合施工進度，確保混凝土的連續均勻供應，經過周密的計算和準備，安排南星橋和六堡兩個攪拌站同時攪拌，配備了18輛6m.3攪拌車和兩只移動泵，在三天四夜里始終保持了穩定的供應強度，基本上做到了泵車不等攪拌車，攪拌車不等泵車，未發生過一次由于相互等待而造成堵泵現象。

   （2）本工程基坑挖深8.7m，坑內實測zui高氣溫達62℃，為避免太陽直接暴曬，溫度過高，造成澆筑困難，采取在整個坑頂搭蓋涼棚，并安設了通風散熱設施，使坑內澆筑溫度大幅度降低，接近自然氣溫，不僅控制了zui高溫升，而且改善了工人勞動條件，得以順利澆筑。

   （3）為不使混凝土輸送管道溫度過高，在管道外壁四周用麻袋包裹，并在其上覆蓋草包并反復淋水、降溫。

   （4）考慮混凝土的水平分層澆筑裝拆管道過于頻繁，施工組織工作難于實施，故采取斜面分層澆筑，錯開層與層之間澆筑推進的時間以利下層混凝土散熱，但上下層之間嚴格控制，不得超過混凝土初凝時間，不得出現施工“冷縫”。由于泵送混凝土的漿體較多，在澆筑平倉后用直尺刮平。約間隔1～2h，用木蟹打壓兩次，以免出現表面收水裂縫。

    2.4加強混凝土保濕保溫養護

     混凝土抹壓后，當人踩在上面無明顯腳印時，隨即用塑料薄膜覆蓋嚴實，不使透風漏氣、水分蒸發散失并帶走熱量。且在薄膜上蓋兩層草包保濕保溫養護，以減少混凝土表面的熱擴散，延長散熱時間，減少混凝土內外溫差。經實測混凝土3天內表面溫度在48～55℃之間，且很少發現混凝土表面有裂縫情況。大體積泵送混凝土在高溫、遠距離條件下施工分析

    2.5通過監控及時掌握混凝土溫度動態變化

   （1）溫度監控的zui終目的是為了掌握混凝土內部的實際zui高溫升值和混凝土中心至表面的溫度梯度，保證規范要求的內部與表面的溫差小于25℃及降溫速率。

   （2）溫度是直接關系整個混凝土基礎質量的關鍵。為了客觀反映混凝土溫度狀況，進行原材料溫度、出機溫度、入模溫度、自然溫度、覆蓋養護溫度、混凝土內部溫度、棚內溫度等7個項目的測試，便于及時調整溫控措施。

   （3）主樓基礎的混凝土溫度按不同平面部位和深度共布置了25個測點，由專人負責連續測溫一周，每間隔2h測一次，比規范規定每8h測2次的頻度要大些。

    3效果及結論

    （1）混凝土強度按《混凝土強度檢驗與評定標準（GBJ107-87）》進行了測試，屬合格。

   （2）由于采用了“雙摻技術”（緩凝減水劑和磨細粉煤灰），延緩了凝結時間，減少了坍落度損失，改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高溫、遠距離運送條件下仍能順利泵送，也未發生堵泵。

   （3）混凝土出機溫度和入模溫度共實測37次，原材料溫度測試20次，混凝土內外溫度連續測一周，混凝土中心zui高溫度出現在澆注后的3～4d之間，與文獻介紹的一致。內外溫差僅為15℃，且低于規范規定不得大于25℃的要求。

   （4）經各有關單位的嚴格檢查和近年來的使用，未發現有害裂縫（僅表面有個別收水裂縫）。混凝土密實平整光潔，無蜂窩麻面。